[发明专利]一种基于面激元辐射模式的表面沟槽结构

权利要求书

1.一种基于面激元辐射模式的表面沟槽结构，其特征在于：所述表面沟槽结构的制作如下：

(1)确定表面沟槽结构实现聚束效应的工作频率f，波长为λ；

(2)选择金属板，所述金属板的厚度为h，h的大小满足实际加工要求：对于仅出射面加载沟槽结构时，λ＞h＞gd；对于出射面与入射面同时加载沟槽结构时，λ＞h＞2×gd；gd为沟槽的深度；

(3)在所述金属板的中央开一亚波长孔，孔的半径r＜0.5λ，或开一狭长缝隙，缝隙宽度w＜0.2λ，采用平面波对该孔或狭长缝隙进行激励；

(4)对于亚波长孔径的金属板而言，在孔的出射面或同时在入射面和出射面的亚波长孔径周围排布N个环形周期沟槽结构；而对于狭长缝隙的金属板而言，在狭长缝隙的出射面或同时在入射面和出射面的狭长缝隙两端对称排布N个周期沟槽结构；上述两种情况中，沟槽的周期为gp，深度为gd，宽度为gw，第一个沟槽距离金属缝隙中央的距离为gp₁；所述沟槽周期gp为0.4λ-0.75λ，沟槽深度gd为0.05λ-0.25λ，沟槽宽度gw为0.05λ-0.15λ，第一个沟槽距离金属缝隙中央的距离gp₁＜0.6λ；

(5)在相邻沟槽结构之间加载介电常数为ε，厚度为t的介质；此时基于面激元辐射模式的表面沟槽结构设计完成；

(6)根据所设计沟槽结构的尺寸，选择适当的加工手段。对于微米纳米级的沟槽结构，需要采用微纳加工技术进行制作，对于毫米或更大尺寸的沟槽结构，可以利用数控线切割或数控铣床加工及印刷电路板制版技术进行制作。

2.根据权利要求1所述的一种基于面激元辐射模式的表面沟槽结构，其特征在于所述：所述步骤(2)中的金属板为银或铝，在微米纳米级加工时采用银，在毫米或以上尺寸加工时采用铝。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于面激元辐射模式的表面沟槽结构，其特征在于所述：所述步骤(2)中的金属板的形状为正方形或矩形。

4.根据权利要求1所述的一种基于面激元辐射模式的表面沟槽结构，其特征在于：所述平面波激励的电场偏振方向与沟槽长度方向垂直。

5.根据权利要求1中所述的一种基于面激元辐射模式的表面沟槽结构，其特征在于所述步骤(4)中的沟槽周期数目N的取值为：5＜N＜20。

6.根据权利要求1中所述的一种基于面激元辐射模式的表面沟槽结构，其特征在于：所述步骤(5)中的介质的介电常数ε取值为6-15。

7.根据权利要求1中所述的一种基于面激元辐射模式的表面沟槽结构，其特征在于：所述的介质在沟槽结构尺寸为微米纳米级时，采用硅，厚度为t＜0.15λ；在沟槽结构尺寸为毫米或以上尺寸时，采用微波板材，厚度t＜0.15λ。